Tolong jawab, ini soal olimpiade fisika sma

Bola tersebut dilemparkan pada kecepatan 20 m/s (jawaban : B) sesuai dengan perhitungan sebagai berikut.

Pembahasan  

Fenomena yang ada dalam kasus ini merupakan gerak parabola. Gerak parabola membentuk lintasan melengkung. Gerak parabola merupakan perpaduan antara gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Gerak lurus beraturan berlaku untuk gerakan horizontal atau searah sumbu X. Sementara, gerak lurus berubah beraturan berlaku untuk gerakan vertikalnya atau searah sumbu Y.  

Pada gerakan horizontal, tidak ada gaya yang mempercepat atau memperlambat benda secara horizontal selama benda bergerak. Gaya dorong yang dalam kasus ini berasal dari tangan dan serta merta menghilang sesaat setelah benda terlepas dari tangan. Gaya dorong hanya berlaku selama benda berada dalam kontak dengan pendorong. Selebihnya, benda bergerak dengan energi kinetik yang dimilikinya, yang diperoleh dari dorongan yang ada. Dengan demikian, benda akan konsisten bergerak di arah yang kita sasarkan pada kecepatan yang sama dengan kecepatan awalnya. Dalam kasus gerak parabola, berlaku persamaan GLB  

v₀x = s / t  

di mana  

v₀ = kecepatan (m/s)  

s = jarak tempuh (m)  

t = waktu (t)  

Sementara itu, selama pergerakan benda ke atas atau ke arah vertikal, terdapat gaya yang bekerja pada benda, yakni gaya gravitasi. Tidak seperti gaya dorong yang kita lakukan terhadap benda yang hanya bekerja di awal selama terjadi kontak, gaya gravitasi bekerja sepanjang waktu karena ia bekerja bukan dengan kontak, melainkan dengan medan. Akibatnya, sepanjang perjalanan, kecepatan vertikal benda berubah. Perubahan pada kecepatan ini jelas termasuk contoh gerak lurus berubah beraturan.  

Dalam kasus ini, GLBB yang terjadi adalah GLBB dipercepat, karena benda bergerak ke bawah searah dengan percepatan gravitasi (g), sehingga g bernilai positif. Maka rumus-rumus yang berlaku adalah  

(1) vy = v₀y + gt  

(2) vy² = v₀y² + 2 gh  

(3) h = v₀yt + 1/2 gt²  

di mana  

v₀ = kecepatan awal (m/s)  

v = kecepatan akhir (m/s)  

a = percepatan (m/s²)  

t = waktu (t)  

h = ketinggian (m)

Kita dapat mencari kecepatan awal dengan  rumus untuk mencari ketinggian maksimum Ketinggian maksimum dalam hal ini adalah ketinggian bola mula-mula, yakni 20 m. Untuk mencari ketinggian maksimum atau ketinggian awal kita dapat memanfaatkan rumus (2). Perlu diingat bahwa saat peluru mencapai ketinggian maksimum, vy = 0, maka

vy² = v₀y² - 2 gh = 0

v₀y² - 2 gh = 0

-2 gh = -v₀y²

h = -v₀y² / (-2 g)

h = v₀y² / (2 g)

h = (v₀ sin θ)² / (2 g)

h = v₀² sin² θ / (2 g)  

perhatikan bahwa rumus ini konsisten dengan rumus yang terdapat pada gambar,  

H = v₀² sin² θ / (2 g)

Maka kecepatan awal benda adalah

v₀² = 2. H. g / (sin² θ)

v₀² = 2. 20 m. 10 m/s² / (sin² 45°)

v₀² = 400 m²/s² / (0,5√2)²

v₀² = 400 m²/s² / (0,5)

v₀² = 800 m²/s²

v₀ = 20√2 m/s

20√2 m/s adalah kecepatan bola saat tiba di tanah. Kecepatan bola yang konstan adalah kecepatan horizontalnya. Dengan demikian, kecepatan awal dapat dicari dengan menghitung kecepatan horizontal,

vx = v₀. cos θ

vx = 20√2 m/s. 0,5√2

vx = 20 m/s

Pelajari lebih lanjut  

1. Materi tentang GLBB https://brainly.co.id/tugas/17018975  

2. Materi tentang kombinasi GLBB dan GLB https://brainly.co.id/tugas/17071191  

3. Materi tentang gerak parabola https://brainly.co.id/tugas/17679138  

-------------------------------------------------------------------------  

Detil Jawaban  

Kelas : 8  

Mapel : Fisika  

Bab : Bab 1 - Gerak  

Kode : 8.6.1  

Kata Kunci : gerak parabola